Månad: februari 2020

En optimerad skrovkonstruktion kan minska utsläppet av växthusgaser med upp till 20 procent. Men hur görs det bäst? I ett forskningsprojekt har Jonny Nisbet och hans kolleger på SSPA utvecklat en modell som mäter hur våglaster påverkar ett fartyg.

Det började med Lighthouseförstudien Dynamisk dimensionering som var klar 2017. Genom denna etablerades ett samarbete mellan SSPA, Chalmers, KTH och Stena för att titta vidare på hur man kan bedriva gemensam forskning kring metoder för att optimera ett fartygs skrovkonstruktion – d.v.s. göra det lättare, mer effektivt och billigare att bygga.

– Fartygen blir större och större och det går åt mer och mer stål. Därför finns önskan att få ner vikten, antigen för att kunna lasta mer eller för att spara bränsle. Men det måste göras på ett säkert sätt. Det finns exempel på containerfartyg som har dimensionerats fel och knäckts, säger Jonny Nisbet, projektledare på SSPA.

Lighthouseförstudien gick över i ett treårigt forskningsprojekt (finansierat med 3,2 miljoner kronor av Trafikverket) med målet att utveckla nya metoder för optimerad skrovkonstruktion, bland annat skulle en fartygsmodell skapas och utrustas för att kunna mäta strukturlaster, d.v.s. vågornas belastning mot skrovet skapas. Och det just vad Jonny Nisbet och hans kolleger åstadkommit.

– Vi har byggt en så kallad segmenterad modell som delade upp fartyget i fyra delar och i varje snitt satte vi ett instrument som kan mäta alla krafter och moment. Det som är viktigt när man testar i vågor är inte bara att modellen har samma form som ett fartyg i fullskala utan också att vikten fördelas på samma sätt som i verkligheten.

– För att kunna åstadkomma rätt viktfördelning i modellskala behövde stora delar av modellen byggas i kolfiber. Då kunde rätt viktfördelning uppnås genom att placera små vikter på rätt ställe i modellen, säger Jonny Nisbet.

Vid dynamisk dimensionering tas alltså, precis som det låter, alla dynamiska belastningar i beaktande när framtidens lättare och mer energieffektiva skrov ska designas. Så hur väl fungerar modellen som tagits fram på SSPA?

– En del i projektet har varit att jämföra våra modellförsök med beräkningar som gjorts på Chalmers. Och i lagom stora vågor stämmer resultaten väldigt väl överens. I lite högre vågor är avvikelserna lite större. Tanken är att vi ska kunna validera beräkningar och att vi i symbios med beräkningsverktyg och metoder säkerställer resultaten. Så i nästa steg måste vi jobba vidare på det. Men vi har en försöksuppställning som fungerar, vilket var vårt stora mål på SSPA, säger Jonny Nisbet.

Det finns också andra utmaningar än att utveckla ny teknik för fartygskonstruktion. Dagens regelverk tar inte fullt ut hänsyn till interaktionen mellan vågornas belastningar och fartygs dynamiska respons och det råder därför en osäkerhet kring huruvida säkerhetsmarginalerna är tillräckligt stora eller onödigt konservativa. Det senare kan leda till att fartygen blir överdimensionerade och får en onödig hög energiförbrukning och miljöpåverkan.

– I nästa steg kommer vi också att jobba med regelutveckling tillsammans med ett klassningssällskap. Vi måste få med dem in i processen för att se hur vi kan designa ett försöksprogram. Vad ska provas? Vad vill de se? Vad är viktigt när en ny praxis ska tas fram?

I projektet har Stena Lines konceptfartyg Stena Elektra använts som modellfartyg. Det planerade Ropax-fartyget är tänkt att gå på el och byggas i lättviktsmaterial. Men om de nya metoderna ska hjälpa till i designen måste de alltså finslipas samtidigt som nya regler måste till.
– Vi söker just nu pengar för att få till en fortsättning på projektet. Intresset är stort så det ser positivt ut, säger Jonny Nisbet.

Klimatnyttan med att köra fartyg på naturgas är obefintlig, larmade en rapport med påföljande nyhetsartiklar nyligen. Sant eller falskt? Det beror på hur man ser det.

Det var i slutet av förra månaden som Miljöinstitutet International Council on Clean Transportation (ICCT) kom med en rapport som ifrågasätter klimatnyttan med LNG – flytande naturgas som till största delen består av metan. Även om förbränning av naturgas ger cirka 25 procents lägre koldioxidutsläpp än konventionella fartygsbränslen så läcker samtidigt många motorer, speciellt äldre, metan vid drift.

Eftersom metan är en betydligt mer potent växthusgas än koldioxid och under en 20-årsperiod fångar 86 gånger mer värme i atmosfären äts de lägre koldioxidutsläppen hos LNG snabbt upp. Rapporten rekommenderar därför sjöfarten att lämna LNG därhän och istället satsa på tekniker som exempelvis vindassiterad framdrivning, nollutsläppsbränslen, batterier och bränsleceller. Det är ju lätt att säga, men svårare i praktiken. Så är det den enda rätta vägen?

Det tycker inte Lars Höglund, VD på Furetank rederi, som har byggt sex LNG-tankers och har två till på gång.

– LNG är betydligt renare än olja och bättre för både folkhälsan och miljön. Det är ett bränsle som har framtiden för sig. Vi förnekar inte att vi har en metanslip i motorerna, men den är beroende på vilken motor du har och vilken effekt du kör på. För oss som operatörer handlar det om att ligga på så hög belastning som möjligt.

På vilket sätt har LNG framtiden för sig?
– Utvecklingen av motorer kommer att bli bättre och bättre, men framför allt kommer tillgången på biogas att öka. Vi har redan börjat inblandningen av biogas i vårt bränsle och så småningom, med full inblandning av biogas, kan vi vara nere på noll utsläpp.

Med målet att bli hundra procent fossilfria har Furetank med partners investerat flera miljarder i LNG-fartyg – något man kunnat göra tack vare att man är ett familjeföretag.

– Det här är ingenting för en kvartalsekonomi. Det handlar om att tänka tio, tjugo år framåt i tiden. De som verkligen satsar på det som är bäst att göra nu för miljön och klimatet; det är familjeföretagen.

Men man får kämpa i motvind och blir ofta misstänkliggjorda för sitt arbete, menar Lars Höglund. I oktober 2019 avslog regeringen Swedegas planer på att koppla sin naturgasterminal LNG Göteborg till det svenska stamgasnätet. Ett hårt slag mot infrastrukturen för bunkring även av grönare bränslen.

– Det har gjort det omöjligt för oss att kunna blanda i mellan 20 – 30 procent biogas i Göteborg. I rörgasnätet som går ifrån Malmö upp till Stenungssund putter nämligen danska bönder in sin biogas. Något vi hade fått tillgång till.

Erik Fridell, professor och forskare på IVL Svenska Miljöinstitutet och medlem i Lighthouse programkommitté, har själv forskat om LNG. Han tycker att ICCT-rapporten, som egentligen är en sammanställning av forskning på området, ganska väl stämmer väl överens med hans egen uppfattning om bränslet.

– Fördelarna med LNG är att det ger mindre utsläpp av luftföroreningar – av partiklar och svavel framförallt, men även av kväveoxider. Olycksriskerna är också små, men när det gäller växthusgasutsläpp har det ingen större fördel.

Som Erik Fridell ser det är LNG ett steg framåt när gäller luftföroreningar, men ett ”steg åt sidan” när det gäller växthusgaser.
– Utan något metanläckage kan det som bäst bli 20 procent bättre. Det är fortfarande ett fossilt bränsle.

Själv är han inte så förtjust i argumentet om LNG som ett övergångsbränsle.
– Men det är rätt, de kan ju köra biogas på de motorerna. Men man kan även köra på andra biobränslen i existerande motorer. Ett annat problem är att det varken finns någon större tillgång eller efterfrågan på biogas eftersom det är för dyrt. 

Lars Höglund är medveten om att tillgången på biogas är en utmaning, men är ändå övertygad om att satsningen på LNG som övergångsbränsle är rätt.
– De tankbåtar som vi får levererade 2020 ska vi byta ut 2040. Det kräver oljebolagen. Vi ska vara helt fossilfria då och kanske köra på ett helt annat bränsle. Men vi lär oss otroligt mycket av det vi gör nu.Related content: 

• Läs rapporten från ICCT här
• Läs artikeln Olja dödar fler